JP5096148B2 - 生物学的試料の殺菌方法 - Google Patents
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Description
本発明は、生物学的試料の殺菌に関する。さらに具体的には、本発明は、生物学的試料の殺菌方法および殺菌された生物学的試料に関する。
以下の参照文献が、本発明の背景を理解する目的のために適切であると考えられる。
2.WO 2004/009138 ミルクを殺菌するための方法、
3.PCT IL2005/000125 生体物質、およびそれらの保存のための方法および溶液、
4.US 5,709,992 赤血球を殺菌するための方法、
5.US 6,482,585 赤血球および血小板を含む血液製剤の貯蔵および管理、
6.ヒューストム(Hustom)等、細菌の成長を抑制するための、濃縮血小板の従来のγ線照射についての有効性の欠如 Am J Clin Pathol. 1998; 109(6):743-7、
7.スミス(Smith)等、HIV−1のガンマ線照射 J orthop Res. 2001; 19(5): 815-9。
細胞、組織、または他の生体物質を貯蔵する際に、バクテリア、ウイルス、酵母菌、カビ、菌類等からの汚染の危険が常に存在し、時として汚染物質は、生体物質中に、これを最初に収集した際に存在している。汚染物質は、保存中に生体物質に損傷を与える可能性のある、および/または生成物を用いる(例えば、輸血する、注射する、または摂取する)際に受容者に悪影響をもたらす可能性のある作用物質である。既知の汚染物質の中には、赤血球(RBC)サンプル中に通常存在している白血球(WBC)がある。輸血液中のWBCの存在は、移植片対宿主病のために問題であり、この病気では、輸血されたWBC(主に、リンパ球)は、受容者の体を攻撃する。
「生物学的試料」という語は、所望の生物学的実体を含む試料またはサンプル(天然由来の、加工された、または人工の)を示す。「所望の生物学的実体」とは、生きた無核の生物学的実体であり、真核生物の無核細胞(例えばRBC)、細胞の一部(例えば血小板)、リポソーム等の人工の若しくは半人工の材料を含む。このような生物学的試料の例は、血液、またはRBC若しくは血小板を含むその分画、血液のRBC豊富な分画、濃厚RBC、または血液の血小板豊富な分画、リポソームのサンプル等を含む。
本発明は、所望の無核の生物学的実体、たとえばRBCまたは血小板を含む生物学的試料に、電離放射線またはUV放射線を用いて照射し、乾燥した(例えばフリーズドライした)状態にある場合には、望ましくない生体汚染物質を死滅させ、前記生物学的実体に対して損傷を比較的少なくできるようにするという、本発明者らの驚くべき発見に基づく。「少ない損傷」とは、照射後に、所望の生物学的実体の少なくとも10%が生きている、望ましくは、上記生物学的実体の少なくとも30%または少なくとも50%が生きているということを意味するものと解釈されるべきである。本発明は、PCT出願 PCT IL2005/000125 に記載されるように、フリーズドライし、再水和させた生物学的試料に特に適しており、この内容は参照によりすべて本明細書中に組み込まれているが、これに限定されるものではない。一実施形態によれば、本発明は、電離放射線またはUV放射線を用いる、所望の無核の生物学的実体を含む生物学的試料の照射および殺菌を可能にする。
上記したように、本発明は、所望の生きた生物学的実体を含む生物学的試料の殺菌のための方法を提供し、生物学的試料中の生体汚染物質の量または活性の低下を可能にする。場合によっては、生物学的試料中の活性な汚染物質の量を、無くなるまで減少させる。照射前に、単一の生物学的試料が1種以上の汚染物質を含む場合には、本発明の方法は、上記汚染物質のうちの少なくとも1種の量または活性の低下を可能にし得るということが意図される。さらに時として、照射前に、生物学的試料が、活性な汚染物質を含まないこともあり、この場合には、本発明は、汚染物質が存在しないことを確実にするであろうし、従って、活性な汚染物質をチェックする必要を減らすか、なくす。
材料および方法
他に示さない限り、全ての材料は、シグマ社(セントルイス、ミズーリ州、米国)から購入した。
赤血球(RBC)に対する照射およびフリーズドライの効果を、この実験において評価した。用いた凍結溶液は、PBS(Ca2+およびMg2+を含まない)中の30%(w/v)デキストランからなっていた。イスラエル血液サービスから入手した濃厚RBCを、1:1(v/v)の比で、凍結溶液と混合した。2.5mlのRBC溶液を、16mm直径のガラス試験管(Manara、イスラエル)中に入れた後、これを凍結した。凍結を、MTG凍結デバイス(IMT、イスラエル)を用いて、1000℃/分の冷却速度;(温度勾配)G=5.5℃/分、V=3mm/秒で行った。また、サンプルを56RPM(毎分の回転数)で回転させた。
この実験においては、濃厚RBCを、30%(w/v)のデキストラン40,000ダルトンと0.47mg/mlのEGCG(Cayman Chemical、米国)を含む凍結溶液と共に凍結させた。凍結溶液と濃厚RBCを、1:1(v/v)の比で混合した。2.5mlの細胞懸濁液を、16mm直径のガラス試験管(Manara、イスラエル)中に入れた。全部で4個の試験管を凍結させた。サンプルを、MTGデバイス(IMT、イスラエル)を用いて、1000℃/分の冷却速度;(温度勾配)G=5.5℃/mm、V=3mm/秒で凍結させた。また、サンプルを56RPMで回転させた。
RBC生存に対する部分乾燥の効果
新鮮なラットの全血(Sprague-Dawley ラットから抽出)を、1回洗浄した。血漿を除去し、濃厚RBCを、0.9%(w/v)NaCl溶液中の0.945mg/mlのEGCGと20%(w/v)のデキストラン40kDから成る凍結溶液と、1:3の比(v/v)で懸濁させ、最終的なヘマトクリット値は25%であった。3つのサンプル(各2.5ml)を、以下のパラメータを用いた:速度=3mm/秒、温度勾配は5.5℃/mmで、MTGデバイス(IMT、イスラエル)を用いて、16mm直径のガラス試験管(Manara、イスラエル)中でそれぞれ凍結させ、この試験管を60rpmで回転させた。凍結後、サンプルを凍結乾燥までLN中で貯蔵した。凍結乾燥を、同時係属の PCT出願第 IL2005/000124 号の主題である、−190℃のコンデンサ温度を有する特別な凍結乾燥デバイス(IMT、イスラエル)中で行い、サンプルを、−20℃の温度に保った。サンプルをデバイス中に48時間置いた。48時間後、サンプルを取り出し、37℃の水浴中で解凍した。サンプルを部分的に乾燥させたので、1.5mlの37℃のPBS(Ca2+およびMg2+を含まない)を加えて、細胞を再水和した。PBSを、水の代わりに加えた。水を加えることが、過剰のPBSと比較して、細胞へのより大きな損傷を引き起こすと予想されるためである。
大腸菌を、LB培地:1リットルの蒸留水中の10grのバクトトリプトン(Difco、米国)、5grの酵母エキス(Difco、米国)、10grのNaClに入れた。10mlの全体積を、それぞれ5mlの2つのバッチに分けた。LB培地中の大腸菌の第1のバッチに、PBS(Ca2+およびMg2+を含まない)中の30%(w/v)デキストランおよび0.47mg/mlのEGCG(Cayman Chemical、米国)から成る5mlの凍結溶液を加えた。他のバッチは、手付かずにしておいた。それぞれ2.5mlの細胞懸濁液サンプル(各バッチから2つずつ)を、全部で4つの試験管を調製するように、16mm直径のガラス試験管(Manara、イスラエル)中に入れた。試験管を、MTGデバイス(IMT、イスラエル)を用いて、1000℃/分(5〜−50℃ 3mm/秒の速度、および56RPMで凍結させた。凍結が完了した後、試験管を液体窒素中に置いた。その後、4つの試験管を、凍結乾燥器(Labcono、米国)中に72時間入れた。凍結乾燥が完了した後、各試験管からの「粉状の」細胞を、ペトリ皿にこすり落とした。2つのペトリ皿(各バッチを代表するもの)を、1時間UV放射線に曝し(ペトリ皿を、UVランプ下に、開放したまま置いた)、他の2つのペトリ皿は、放射線に曝さずにおいた(光からの保護のために、アルミニウムホイルで覆った)。1時間後、37℃の2mlの再蒸留水を、それぞれの皿に加えた。各皿から、寒天を有する3つのペトリ皿を平板培養した。以下の寒天プレートプロトコルを用いた:10grのバクトトリプトン、5grの酵母エキス、10grのNa+Cl−、10grの寒天(BD、USA)。水を1リットルの体積にまで加え、加圧滅菌器で処理し、65℃にまで冷却して、ペトリ皿に注いだ。全部で12個のペトリ皿を、37℃で24時間培養した。翌日、コロニーを数えた。表IVは、寒天ペトリ皿で成長した数を示す。
調製
10mlの大腸菌/LB培地を、800gで10分間、遠心分離機にかけた。得られたペレットに、PBS(Ca2+およびMg2+を含まない)中の30%(w/v)のデキストラン40,000ダルトンと0.47mg/mlのEGCG(Cayman Chemical、米国)から成る10mlの凍結溶液を加えた。その後、この溶液を、濃厚RBCと体積比1:1で混合した。2mlのRBC&大腸菌を、ペトリ皿に入れた。全部で4つの同様の皿を調製した。2つのペトリ皿を、UVに1時間曝し、他の2つは曝さなかった。1時間後、各グループからの細胞を、3つの寒天プレートに平板培養し、これを37℃のオーブン中に24時間入れた。
新鮮な血小板の単位を、イスラエル血液バンクから入手した。血小板を、大腸菌ペレット(2000gで10分間遠心分離した、LB培地中の大腸菌)に加えた。血小板&大腸菌溶液を、PBS(カルシウムおよびマグネシウムを含まない)中の30%(w/v)のデキストラン(40,000ダルトン;Amersham Biosciences、米国)と1.87mg/mlのEGCG(Cayman、米国)から成る凍結溶液と、1:1(v/v)の比で混合した。それぞれ2.5mlの血小板懸濁液の2つのサンプルを、60mmのペトリ皿の中に入れた。1つの皿を1時間UV放射線に曝し、もう一方を、アルミニウムホイルで覆って、手付かずのままにしておいた。1時間後、各ペトリ皿からのサンプルを、アガロース中に接種し、37℃のインキュベータ中に24時間入れた。24時間後、コロニーを数えた。
血小板−大腸菌溶液を、例6において記載した通りに調製した。この血小板−大腸菌溶液を2つのバッチに分け、各バッチを、以下の凍結溶液:(1)PBS(カルシウムおよびマグネシウムを含まない)中の30%(w/v)のデキストラン(40KDa)および1.87mg/mlのEGCG、または(2)PBS(カルシウムおよびマグネシウムを含まない)中の30%(w/v)のデキストラン(40KDa)と、1:1(v/v)の比で混合した。血小板懸濁液の2.5mlのアリコートを、16mm直径のガラス試験管(Manara、イスラエル)中に入れた。各バッチから2つの試験管を調製し、全部で4つの試験管を調製した。試験管を、MTGデバイス中で、5.5℃/mmの温度勾配および1000℃/分の冷却速度で凍結させた(最終温度は−50℃であり、速度は3mm/秒)。
例8A ガンマ放射線を用いるRBCの殺菌
イスラエル血液サービスから入手した濃厚RBCを、再蒸留水中の20%(w/v)のデキストラン40kDと0.945mg/mlのEGCGと0.9%(w/v)のNaClから成る凍結溶液と、体積比1:1で混合した。2.5mlのサンプルを、以下のウイルス濃度でWNV(イスラエル獣医協会(Israeli Veterinary Institute)から入手)で汚染した:106.8WNV/ml血液(最大と呼ぶ)、105.8WNV/ml血液(−1と呼ぶ)、および104.8WNV/ml血液(−2と呼ぶ)。非汚染の血液を、感染についての対照として用いた。
Claims (7)
- 所望の生きた無核の生物学的実体を含む生物学的試料の殺菌方法であって、本方法は、(i)没食子酸エピガロカテキン(EGCG)、没食子酸エピカテキン(ECG)、エピガロカテキン(EGC)およびエピカテキン(EC)からなる群より選択されるポリフェノールと前記所望の生きた無核の生物学的実体とを含む生きた凍結乾燥した生物学的試料を調製することと;(ii)前記乾燥した生物学的試料に、前記生物学的試料中の生体汚染物質の量および活性を減じさせるために十分な時間である1時間以下の時間にわたって、UV放射線を照射することとを含み、前記時間において、サンプル中の前記所望の生物学的実体の少なくとも一部が生きたままである殺菌方法。
- 前記生物学的試料が、血液またはその一部を含む請求項1に記載の方法。
- 前記所望の生物学的実体が、赤血球(RBC)または血小板から選択される請求項1〜2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記生体汚染物質が、バクテリアおよびウイルスから選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記生体汚染物質の量または活性を、無くなるまで減少させる請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乾燥した生物学的試料が、元の試料より60%少ないよりも少ない水を含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乾燥した生物学的試料が、前記元の試料より90%少ないよりも少ない水を含有する請求項6に記載の方法。
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